Rectificación de Media Onda

Medición e Instrumentación

El rectificador de media onda

• La forma más sencilla de convertir corrientealterna en corriente continua es utilizando unrectificador de media onda, como el mostradoen la figura 1.

• En este caso, durante los semiciclos positivosde la tensión de entrada aplicada al primariodel transformador, el secundario tiene unatensión positiva entre sus extremos. Por tantoel diodo queda polarizado directamentepermitiendo la circulación de la corrientehacia la carga. Figura 2

• Durante los semiciclos negativos de la tensiónde entrada, el secundario entrega una tensiónnegativa entre sus extremos. Por tanto, eldiodo queda polarizado inversamente,impidiendo el paso de la corriente. En otraspalabras, el diodo se comporta como uninterruptor cerrado durante los semiciclospositivos y como un interruptor abiertodurante los semiciclos negativos, Figura 3.

• Como resultado, sobre la carga (RL) seproduce un voltaje formado por pulsossinusoidales positivos. Debido a que lossemiciclos negativos han sido cortados oeliminados, esta forma de señal se denominauna media onda.

• El voltaje obtenido a la salida de unrectificador de media onda tiene unafrecuencia (f) igual a la de la tensión de la red,es decir 50 o 60 Hz, y una amplitud igual alvalor pico (Vp) de la tensión del secundario.

• Si se conecta un multímetro en opción devoltímetro entre los extremos de la carga, elmismo proporcionara una lectura igual al valormedio de la tensión de salida.

• Para una señal de media onda, este valor esta dado por:

0.318 0.318 media ondadc m pV V ó V

• Siendo el valor pico. En la práctica, elvoltaje real obtenido sobre la carga esligeramente inferior a este valor, debido a quesobra el diodo se presenta una pequeña caídade voltaje, del orden de 0.7V, en condicionesde polarización directa.

pV

• El siguiente ejemplo aclarará estos conceptos.La Práctica 3 Rectificador de Media Onda losfijo de manera práctica.

Problema 1

• Un rectificador de media onda como el de lafigura 1, tiene aplicada una tensión de entradade CA de 120/60 Hz. Si el secundario entregauna tensión de salida de 15V a una carga de100 ohm. ¿cuál será el valor medio de latensión de CD medida en el voltímetro?.Asuma que la caída de tensión en el diodo(VD) es de 0.7V.

Rectificador de Media Onda

Solución

• Inicialmente debemos calcular el valor pico dela tensión de CA del secundario (Vp2). Esteúltimo puede calcularse a partir del valor rmsdado (15V) así:

2 1.4142 15 21.21p rmsV V V V

• Por lo tanto idealmente el valor medio devoltaje de salida medido por el voltímetro es:

0.138 21.21 6.75p

dc

VV V V

• En la práctica, a este valor debemos restarle lacaída de voltaje sobre el diodo (0.7V) paraobtener el voltaje de salida real. Por tanto:

• Este último sería el valor finalmente leído enel voltímetro.

( ) 0.675 0.7 6.05dc cc dV real V ideal V V V V

Problema 2

• Se desea diseñar un transformador para unrectificador de media onda que suministre 1Ade CD de salida a una carga de 10 ohm a partirde una tensión de red de 127V, 60Hz. Para ellose selecciona el diodo rectificador que tieneuna caída de voltaje de 0.45V. ¿Cuál debe serel valor nominal de la tensión en elsecundario?

Solución

• El valor medio del voltaje de CD sobre la carga (VL) es simplemente:

1 10 10L L LV I R A V

Solución

• Este valor debe ser igual al valor medio idealde la tensión secundaria rectificada (0.318Vp)menos la caída de voltaje en el diodo(Vd=0.45V). Por tanto:

0.318 10 0.45 10.45

0.318 10.45

dc p L d

p

V V V V V V V

V V

Solución

• Siendo Vp el valor pico de la tensión de salidadel secundario. Por tanto:

10.4532.86 y

0.318

23.32

p

prms

VV V

VV V

• Lo anterior implica que debe utilizarse untransformador reductor de 127 V a 23.3V conuna capacidad de corriente superior a 1 A.

Problema 3

• Suponiendo un diodo ideal, dibuje

• Para el rectificador de media onda de la figura3. La entrada tiene una forma de ondasenoidal con una frecuencia de 60 Hz.

•

, e ii d dv v

Problema 3

Problema 3

Problema 3

Problema 4

• Repita el problema anterior con un diodo desilicio

• Solución Calculando Vp ó Vm y el VL

• Usamos:

0.7TV V

0.318

2 0.318 0.7

6.98

dc p D

p

p

V V V

V V V

V V

Problema 4

Problema 5

• Repita el problema 3 con una carga aplicada de 6.8 Kohm como lo indica la figura

Problema 5

Solución

Problema 5

Problema 5

Problema 6

• Para la siguiente red dibuje Vo y determineVdc.

Problema 6